En aquella època, es creia que els compostos orgànics i inorgànics eren independents uns dels altres, i que els compostos orgànics podien ser creats solament pels organismes vius. Kolbe creia que els compostos orgànics es podrien derivar dels inorgànics, directament o indirectament, per processos de substitució. Va comprovar la seva teoria convertint el disulfur de carboni, mitjançant diversos passos, en àcid acètic (1843-45). Introduint una idea modificada de radicals estructurals, va contribuir a l'establiment de la teoria estructural. També va predir l'existència d'alcohols secundaris i terciaris.[2]
Amb Edward Frankland, Kolbe va trobar que els nitrils es poden hidrolitzar als àcids corresponents. Com redactor del Journal für praktische Chemie (Diari de la química pràctica, 1869), sovint va ser crític amb el treball d'altres.[4]